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Gelenkimplantate

Produktionsnahe Qualitätssicherung von Implantatoberflächen

Bei Implantaten wie prothetischen Hüftgelenken spielt die Oberflächenbeschaffenheit eine zentrale Rolle. Um ihre Biokompatibilität zu maximieren, setzen Hersteller verschiedene Verfahren zur Oberflächenbehandlung ein. Ist die Oberfläche zu rau oder entstehen durch zu starkes Polieren so genannte Karbiden, führt dies zu einer kürzeren Lebensdauer der Implantate und Entzündungen im Körper des Patienten. Die Qualitätssicherung von künstlichen Gelenken erfordert deshalb wiederholgenaue und hochpräzise Messverfahren, die schnell und zerstörungsfrei die relevanten Oberflächenparameter ermitteln.

Eingesetztes Messsystem:

µsurf custom: Rauheitsmessung bis in den Nanometerbereich

Mit dem konfokalen 3D-Messsystem µsurf custom kann die produktionsnahe Qualitätssicherung von Implantatoberflächen in hohem Maße verbessert und vereinfacht werden. Schnelligkeit, hohe Präzision bis in den Nanometerbereich und reale 3D-Daten zeichnen die berührungslose Technologie aus. Der hochpräzise Piezoversteller und intelligente Auswertealgorithmen erlauben die Messung von Rauheit im Bereich von wenigen Nanometern – so wie es etwa bei künstlichen Hüftgelenken der Fall ist. Das µsurf custom ermöglicht so die wiederholgenaue Untersuchung der Implantatoberfläche auf Defekte wie Karbiden und Kratzer sowie die gleichzeitige Rauheitsbestimmung nach DIN EN ISO in einem Messvorgang.

Die industriebewährte µsurf-Technologie ermöglicht eine Kontrolle, die über die mikroskopische Untersuchung im Laborbereich hinausgeht. Im Gegensatz beispielsweise zum Rasterelektronenmikroskop (REM) kann die Qualitätsüberwachung direkt im Herstellungsprozess stattfinden und auch automatisiert werden. Darüber hinaus können dreidimensionale Eigenschaften einer Oberfläche beschrieben werden, die mit zweidimensionalen Kennwerten alleine nicht eindeutig quantifizierbar sind.

Messung und Analyse:

Automatisierte Messung und Auswertung von Karbiden mit NanoFocus-Spezialsoftware

Für die Auswertung der Messergebnisse bietet die Software µsoft analysis umfangreiche Funktionen an. Das applikationsspezifische Modul Karbid-Analyse für die Oberflächenanalyse an Hüftimplantaten enthält bereits alle benötigten Funktionalitäten. Mit der Karbid-Analyse können Partikel auf der Oberfläche von künstlichen Hüftgelenken automatisch erkannt und ausgewertet werden. Kennwerte wie Anzahl pro Fläche, Höhenverteilung, Umfang und Ausdehnung werden für jede neue Messung automatisch ermittelt. Auch Parameter wie Rauheit und Isotropie werden mit abgebildet.

In Kombination mit der Automatisierungssoftware µsoft automation erlauben die µsurf-Messsysteme auch eine fortlaufende Kontrolle der Produkttoleranzen im Herstellungsprozess. Aufgrund der kurzen Messzeiten der µsurf-Technologie kann im Falle einer Abweichung unmittelbar der Herstellungsprozess gestoppt und so teurer Ausschuss vermieden werden. So gewährleistet die 3D-Konfokalmikroskopie in Kombination mit intelligenter Software eine durchgehend hohe Qualität bei höchster Produktionseffizienz.